(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節された調和空気がダクトから送られ、前記調和空気による放射熱を利用して放射空調を行う空気式放射パネル装置であって、
略直方体の箱型で内部がひとつの空間であり、前記ダクトが接続されるダクト接続部が背面側に設けられ、前記ダクト接続部に対向する面である放射パネルの全面に、前記調和空気を外部に流出させる吹出し孔が、所定の開孔率になるように複数形成されたパネル本体と、
前記パネル本体内に設けられ、蓄熱作用を備え、かつ、前記パネル本体内の調和空気の流れを制御して、前記調和空気を前記各吹出し孔から均等に流出させる多孔質体と、
を備え、
前記多孔質体は、前記パネル本体との間に空隙が生じないように前記パネル本体の内部空間全体をほぼ満たすように設けられ、かつ、部位に応じて空隙率を変えることで、前記放射パネル全面から均等に前記調和空気が流出するようになっている、
ことを特徴とする空気式放射パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射（輻射）と対流の双方の機能を備えた空気式放射パネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和において、温度調節された調和空気を送風する対流方式では、気流が大きく不快感を与えるため、放射熱を利用した放射方式と対流方式とを併せ持った空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この空気調和装置は、放射パネルの表面・放射面に複数の通気孔が形成され、放射パネルの表面を所定温度にして放射空調を行うとともに、通気孔から調和空気を流して対流空調を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５９７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、放射パネルのチャンバには、ダクトが接続され、このダクトから送られた調和空気が、チャンバ内を流れて放射パネルの各通気孔から流出される。すなわち、ダクトの接続部位に対する各通気孔の位置関係が異なるため、調和空気が各通気孔から均等に流出されずに、放射パネルの温度が均等にならない。このように、放射パネル全面から調和空気が均等に流出されないため、適正な放射効果や対流効果が得られないことになる。
【０００５】
そこでこの発明は、放射パネルの全面から空気をほぼ均等に流出させることが可能な空気式放射パネル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、温度調節された調和空気がダクトから送られ、前記調和空気による放射熱を利用して放射空調を行う空気式放射パネル装置であって、略直方体の箱型で内部がひとつの空間であり、前記ダクトが接続されるダクト接続部が背面側に設けられ、前記ダクト接続部に対向する面である放射パネルの全面に、前記調和空気を外部に流出させる吹出し孔が、所定の開孔率になるように複数形成されたパネル本体と、前記パネル本体内に設けられ、蓄熱作用を備え、かつ、前記パネル本体内の調和空気の流れを制御して、前記調和空気を前記各吹出し孔から均等に流出させる多孔質体と、を備え、前記多孔質体は、前記パネル本体との間に空隙が生じないように前記パネル本体の内部空間全体を満たすように設けられ、かつ、部位に応じて空隙率を変えることで、前記放射パネル全面から均等に前記調和空気が流出するようになっている、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、パネル本体のダクト接続部に接続されたダクトから調和空気が送られると、パネル本体の放射パネルで放射空調が行われるとともに、放射パネルの各吹出し孔から調和空気が外部に流出され、対流空調が行われる。このとき、多孔質体によって、パネル本体内の調和空気の流れが制御され、調和空気が各吹出し孔から均等に流出される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、多孔質体によって、パネル本体内の調和空気の流れが制御され、調和空気が各吹出し孔から均等に外部に流出される。このため、放射パネルの表面温度が全面にわたって均等になり、適正な放射効果が得られるとともに、適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。しかも、所定の開孔率になるように吹出し孔が形成されているため、放射パネルからの放射効果を適正に維持することが可能となる。
【００１１】
また、多孔質体がパネル本体内に設けられているだけであるため、構成が簡易で、組み付けや取り扱いも容易である。また、パネル本体の内部空間全体を多孔質体でほぼ満たすため、内部空間に空隙がなく、パネル本体の厚み（背面側と放射パネルとの距離）を薄くすることができ、さらに、吸音（防音）効果や断熱効果を得ることができる。
【００１２】
さらに、多孔質体に蓄熱作用を備えるため、ダクトからの調和空気の供給が停止された場合などでも、一定時間放射効果を維持することが可能となり、消費エネルギを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気式放射パネル装置を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における風速ポイントを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における温度ポイントを示す図である。
【図４】図１の空気式放射パネル装置の冷風時の風速測定結果を示す図である。
【図５】図１の空気式放射パネル装置の温風時の風速測定結果を示す図である。
【図６】図１の空気式放射パネル装置の冷風供給開始前の温度測定結果を示す図である。
【図７】図１の空気式放射パネル装置の冷風供給開始３０分後の温度測定結果を示す図である。
【図８】図１の空気式放射パネル装置の冷風供給開始６０分後の温度測定結果を示す図である。
【図９】図１の空気式放射パネル装置の温風供給開始前の温度測定結果を示す図である。
【図１０】図１の空気式放射パネル装置の温風供給開始３０分後の温度測定結果を示す図である。
【図１１】図１の空気式放射パネル装置の温風供給開始６０分後の温度測定結果を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る空気式放射パネル装置を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る空気式放射パネル装置を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る空気式放射パネル装置を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態５に係る空気式放射パネル装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置１を示す断面図である。この空気式放射パネル１は、温度調節された調和空気がダクト１００から送られ、調和空気による放射熱を利用して放射空調を行うパネルであり、パネル本体２と、多孔質体（均等化手段）３とを備えている。
【００１６】
パネル本体２は、金属製で厚みが薄い直方体の箱型で、内部がひとつの空間となっている。つまり、内部空間には仕切りなどがなく、区切られていない。また、背面板２１の中央部には、ダクト１００が接続される円筒状のダクト接続部２２が設けられ、このダクト接続部２２に対向する面である放射パネル２３には、複数の吹出し孔２ａが形成されている。この吹出し孔２ａは、調和空気を外部に流出させることができる大きさの孔で、かつ、放射パネル２３が所定の開孔率になるように形成されている。
【００１７】
具体的には、パネル本体２の長さが２０００ｍｍ、幅（図面上の奥行き）が５００ｍｍで、直径１０ｍｍの吹出し孔２ａが、ピッチ２５ｍｍで放射パネル２３の全面に形成されている。このような吹出し孔２ａの形成により、放射パネル２３の開孔率が１１．８％となり、所定の放射効果が確保されるようになっている。
【００１８】
このようなパネル本体２は、この実施の形態では、放射パネル２３とその他の部分であるチャンバとに、分割可能となっているが、背面板２１とその他の部分で分割可能としてもよい。
【００１９】
多孔質体３は、パネル本体２内に設けられ、パネル本体２内の調和空気の流れを制御して、調和空気を各吹出し孔２ａから均等に流出させるものである。具体的には、多孔質で調和空気の流れを抑制するスポンジ状で、薄板状のフィルタから構成され、一箇所のダクト接続部２２から流入した調和空気が、直接（即座）に放射パネル２３に達せずに、図中水平方向に広がって、放射パネル２３の全面からほぼ均等に流出するようになっている。また、多孔質体３の厚みは、パネル本体２の内厚Ｈ１のほぼ半分に設定されている。すなわち、この実施の形態では、内厚Ｈ１が１００ｍｍで、放射パネル２３側を基準面（配設面）として、ダクト接続部２２に対向する多孔質体３の中央部が６０ｍｍで、その他の部分が４０ｍｍに設定されている。
【００２０】
次に、このような構成の空気式放射パネル装置１の作用について説明する。
【００２１】
パネル本体２のダクト接続部２２にダクト１００を接続し、ダクト１００から冷風や温風の調和空気を送ると、調和空気がパネル本体２内および多孔質体３を通過して放射パネル２３に伝わり、放射パネル２３の表面から放射・輻射作用によって放射空調が行われる。これとともに、放射パネル２３の各吹出し孔２ａから調和空気が外部に流出・放出され、対流空調が行われる。このとき、上記のように、多孔質体３によって、放射パネル２３全面の各吹出し孔２ａから、ほぼ均等に調和空気が流出されるものである。
【００２２】
以上のように、この空気式放射パネル装置１によれば、多孔質体３によって調和空気が、放射パネル２３の全面からほぼ均等に外部に流出される。このため、放射パネル２３の表面温度が全面にわたって均等になり、適正な放射効果が得られるとともに、適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。しかも、上記のような開孔率に設定されているため、放射パネル２３からの放射効果を適正に維持することが可能となる。また、放射パネル２３の表面温度が全面にわたって均等になるため、温度ムラがなく放射能力が向上し、放射パネル２３の面積を小さくすることが可能となり、この結果、空気式放射パネル装置１の製造費、設置費用を低減することが可能となる。さらには、冷風で放射パネル２３の表面温度を例えば２０℃にする場合、温度ムラがないため、通常の空冷に比べて吹出し温度を１〜２℃高くすることが可能となり、冷凍機の蒸発温度が上昇し、冷凍機の省エネルギ化を図ることができる。
【００２３】
ここで、このような効果を確認した検証結果について説明する。ここで、放射パネル２３の表面を下向きにして、空気式放射パネル装置１を水平に位置させた場合について説明する。
【００２４】
まず、図２に示すように、放射パネル２３を幅方向に３つのラインＰ１〜Ｐ３に分け、各ラインＰ１〜Ｐ３上の３００ｍｍ間隔のポイント（図中×印）で、放射パネル２３の表面から１００ｍｍ下方の位置を、風速を測定する風速ポイント、つまり微風速計の配置位置とした。また、図３に示すように、放射パネル２３の表面を幅方向に４つのラインＰ４〜Ｐ７に分け、各ラインＰ４〜Ｐ７上の３００ｍｍ間隔のポイント（図中黒丸印）を、表面温度を測定する温度ポイント、つまり熱電対の配置位置とした。そして、冷風の温度を１６℃、温風の温度を３４℃とし、ダクト１００からの供給量・風量を２ｍ３／分とした。
【００２５】
このような測定条件の下、ダクト１００から冷風を供給した場合、各風速ポイントにおける風速は、図４に示すように、最も早い中央部（ダクト接続部２２周辺）でも、０．４ｍ／秒程度であり、その他の風速ポイントでは、ほぼ０．２ｍ／秒以下であった。同様に、ダクト１００から温風を供給した場合、各風速ポイントにおける風速は、図５に示すように、最も早い中央部でも、０．３ｍ／秒以下であり、その他の風速ポイントでは、ほぼ０．１ｍ／秒以下であった。このように、冷風時および温風時において、放射パネル２３の全面でほとんどドラフトを感じない程度の風速であり、かつほぼ均等な風速であることが確認された。
【００２６】
また、ダクト１００から冷風を供給した場合の、供給開始前、開始３０分後および開始６０分後の各温度ポイントの温度を、図６〜８に示す。この結果から、放射パネル２３の全面において、大きな温度差がなく（約±１℃）、温度がほぼ均一であることが確認された。同様に、ダクト１００から温風を供給した場合の、供給開始前、開始３０分後および開始６０分後の各温度ポイントの温度を、図９〜１１に示す。この結果から、温風時にも、放射パネル２３の全面において、大きな温度差がなく（約±１℃）、温度がほぼ均一であることが確認された。
【００２７】
さらに、この実施の形態では、均等化手段が多孔質体３で構成されているだけであるため、構成が簡易で、組み付けや取り扱いも容易である。しかも、多孔質体３を配設するだけのスペースをパネル本体２内に備えればよいため、パネル本体２の内厚Ｈ１を薄くすることができ、空気式放射パネル装置１を天井裏や壁などに容易に配設することが可能となる。
【００２８】
また、調和空気を均等に流出させるために、クリーンルームで行われている高静圧のフィルタを用い、気流の動圧を静圧に変換する方法では、フィルタの静圧が１００Ｐａなどと高く（フィルタの圧損が高く）、送風機モータの消費電力が多い。これに対して、この実施の形態では、低い静圧でも調和空気を均等に流出させることが可能、例えば、放射パネル２３の給気側と吹出し側の差圧が７Ｐａ程度でも均等に流出させることが可能で、省エネルギ化を図ることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図１２は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置１０を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が実施の形態１と異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略し、以降の実施の形態についても同様とする。
【００３０】
この実施の形態では、均等化手段が第２の多孔質体４で構成されている。この第２の多孔質体４は、実施の形態１における多孔質体３と同様に、多孔質で調和空気の流れを抑制するスポンジ状のフィルタから構成されているとともに、蓄熱作用を備えている。また、パネル本体２の内部空間全体を満たすように、その厚みが設定されている。すなわち、パネル本体２の内厚Ｈ２は、実施の形態１における内厚Ｈ１のほぼ半分で、その内厚Ｈ２と同寸法に第２の多孔質体４の厚みが設定されている。換言すると、パネル本体２内に流入した調和空気が、図中水平方向に広がって、放射パネル２３の全面から均等に流出するのに要する厚みに、第２の多孔質体４の厚みＨ２が設定され、この厚みＨ２と同寸法にパネル本体２の内厚も設定されている。これにより、パネル本体２と第２の多孔質体４との間に、空隙が生じないようになっている。
【００３１】
この実施の形態によれば、上記のように、第２の多孔質体４の厚みと同寸法にパネル本体２の内厚が設定されているため、パネル本体２の厚みを薄くすることができ、しかも、パネル本体２の内部空間に空隙がないため、吸音（防音）効果や断熱効果を得ることができる。さらには、第２の多孔質体４に蓄熱作用を備えるため、調和空気の供給が停止された場合などでも、蓄えられた熱エネルギによって、一定時間放射効果を維持することが可能となり、消費エネルギを削減することが可能となる。
【００３２】
（実施の形態３）
図１３は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置２０を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、複数のガイド板５１〜５３で構成されている。
【００３３】
すなわち、これらのガイド板５１〜５３は、板状で、実施の形態１の吹出し孔２ａと同等な吹出し孔５ａが、複数パンチング加工されている。また、第１のガイド板５１と第２のガイド板５２は、図中パネル本体２の背面板２１の端部から斜め下方に向くように配設され、第３のガイド板５３は、ダクト接続部２２に対向して水平に、かつ、ガイド板５１、５２との間に隙間が形成されるように配設されている。
【００３４】
これらのガイド板５１〜５３は、支持材（図示せず）によって支持、配設され、ダクト接続部２２から流入した調和空気が、ガイド板５１〜５３によって水平方向に拡散され、放射パネル２３の全面から均等に流出するようになっている。このように、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ガイド板５１〜５３によって調和空気が、放射パネル２３の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
【００３５】
（実施の形態４）
図１４は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置３０を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、プロペラ６で構成されている。
【００３６】
このプロペラ６は、複数の羽根を有し、図中ダクト接続部２２の直下に羽根が位置した状態で、回転自在に配設されている。そして、プロペラ６が回転することで、ダクト接続部２２から流入した調和空気が、水平方向に拡散され、放射パネル２３の全面から均等に流出するようになっている。ここで、プロペラ６は、モータによって回転させてもよいし、ダクト接続部２２からの調和空気によって回転させるようにしてもよい。
【００３７】
このように、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、プロペラ６によって調和空気が、放射パネル２３の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
【００３８】
（実施の形態５）
図１５は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置４０を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、スライドダンパ７で構成されている。
【００３９】
このスライドダンパ７は、中空の円錐形で、各壁面に、実施の形態１の吹出し孔２ａと同等な吹出し孔７ａが、複数パンチング加工されている。このようなスライドダンパ７が、その頂部がダクト接続部２２に対向するように配設され、ダクト接続部２２から流入した調和空気が、スライドダンパ７によって水平方向に拡散され、放射パネル２３の全面から均等に流出するようになっている。このように、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、スライドダンパ７によって調和空気が、放射パネル２３の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
【００４０】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態１、２では、スポンジ状の多孔質体３、４を用いているが、繊維状の多孔質体を用いてもよく、また、多孔質体３、４の厚みや空隙率を配設部位に応じて変え、放射パネル２３全面からより均等に調和空気を流出させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、１０、２０、３０、４０  空気式放射パネル装置
２        パネル本体
２１      背面板
２２      ダクト接続部
２３      放射パネル
２ａ      吹出し孔
３        多孔質体（均等化手段）
４        第２の多孔質体（均等化手段）
５１〜５３  ガイド板（均等化手段）
６        プロペラ（均等化手段）
７        スライドダンパ（均等化手段）
１００    ダクト
【図１】
0005563907.tif 000002
【図２】
0005563907.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005563907.tif 000012
【図１２】
0005563907.tif 000013
【図１３】
0005563907.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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